СОВРЕМЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Современная физика, опираясь на современную конструкцию модели атома, даёт определение электрическому току вообще, как “упорядоченное движение заряженных частиц”, а в металлах, как “упорядоченное движение электронов”.Поскольку мы будем говорить о токе в металлах, вспомним, что каждый металл состоит из кристаллов, кристаллы формируются из атомов, и форма кристаллов определяется расположением, компоновкой в них атомов.

Атомы состоят из ядра и, вращающихся вокруг него электронов. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. “В узлах кристаллической решетки располагаются ядра, обладающие положительным зарядом, поскольку протоны являются носителями этих зарядов, а в пространстве между ядрами движутся свободные электроны, причем, движутся хаотично. Отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядер, а поэтому атом нейтрален и нейтрален весь металлический предмет”. Атом каждого металла имеет строго определенное количество электронов, протонов и нейтронов, что и определяет свойства металлов.

В книге “Физика и физический мир”, автор Дж.Мэрион, написано: “В проводниках часть электронов не связана с определенным атомом и может свободно перемещаться по всему объёму вещества. В отсутствие приложенного к проводнику электрического поля такие свободные электроны движутся хаотично, часто сталкиваясь с неподвижными атомами и изменяя при этом направление своего движения. Через любое сечение проводника в одну сторону проходит столько же электронов, сколько в противоположную сторону. Поэтому результирующего переноса электронов через такое сечение нет, и электрический ток равен нулю”. Скорость движения самих электронов в проводнике под действием электрического поля невелика, - “несколько миллиметров в секунду”. Само электрическое поле распространяется по проводнику со скоростью близкой к скорости света.

Утверждение учёных о том, что “через любое сечение проводника в одну сторону проходит столько же электронов, сколько в противоположную сторону”, является недоказанным и, придумано ими, по моему мнению, только для объяснения нейтральности отрезка проводника и отсутствия в нём тока. Объяснение более чем наивное. Ибо такое утверждение предполагает упорядоченное движение электронов.

В учебниках по физике “любое сечение” представлено на рисунках как сечение перпендикулярное длине проводника. Как же представить перемещение электронов в противоположные стороны “через любое сечение”, если “любых сечений” в проводнике можно вообразить бесконечное множество? При этом сечения могут быть, как угодно ориентированы. Значит, перемещение электронов может быть только хаотичным. Кроме того. Если электроны перемещаются, то, как они ведут себя при подходе к поверхности проводника?

Когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике, то имеют в виду скорость распространения по проводнику электрического поля, но при этом считают направлением тока “направление движения положительных зарядов”, “хотя, на самом деле, в проводнике движутся только отрицательно заряженные электроны”. Такое определение электрического тока представляется противоречивым, искусственным, сомнительным и, прежде всего, неопределённым. Что такое положительные заряды? Объяснения нет. Если сказано, что в проводнике электроны хаотично перемещаются в противоположных направлениях, то, как можно, основываясь на современной конструкции модели атома, в то же время утверждать, что электроны вращаются вокруг ядра. Не могут электроны одновременно хаотично перемещаться по проводнику и вращаться вокруг ядра атома. В этом случае уже несостоятельно вести речь о прочности атома, о его стабильности, как о носителе свойств вещества и кристаллическом строении вещества.

• ВОПРОС ДЕВЯТЫЙ: Если по проводнику движутся и “электроны”, и “электрическое поле”, то что происходит с ядрами атомов?

Наверное, не случайно в студенческой среде бытует анекдот. Профессор спрашивает студента: “Скажите, что такое электрический ток?” Студент долго думал, а потом сказал: “Я знал, но сейчас никак не могу вспомнить”. Профессор говорит: “Непременно надо вспомнить, вы единственный человек, который знал, что такое электрический ток”.

Наверное, этот анекдот оправдан, изначально, неопределённостью объяснения явления электризации тел и определения электрического тока. Эта неопределённость, скорее всего, является следствием того, что, принятые на сегодня, модели атома и электрона не являются верными. Из многих теорий та верна и убедительна, которая объясняет большее число замеченных явлений и, которая может предсказать большое число возможных явлений.

Интересные опыты были проведены английским физиком Джоном Томсоном в 1897 году по определению электрического тока в газах. Опыты проводились с газоразрядной трубкой. В трубке находился разряженный газ водород. При подаче на электроды высокого напряжения было установлено два вида лучей. Лучи, исходящие от отрицательного электрода, катода, Томсон назвал катодными лучами. Эти лучи представляют собой поток электронов и несут отрицательный заряд к положительному электроду.

Лучи, исходящие из положительного электрода, анода, Томсон назвал анодными лучами. Эти лучи представляют собой поток положительно заряженных частиц, несущих положительные заряды к отрицательному электроду. В этом случае мы можем констатировать, что навстречу друг другу движутся два потока частиц, обладающих зарядами разных знаков. Что же представляют собой эти заряженные частицы? Вот как написал об этом Дж. Б. Мэрион в книге “Физика и физический мир”: “Катодные лучи суть электроны, возникающие внутри вещества, иными словами, они возникают из атомов; но электроны не могут служить характеристикой атома, из которого они появляются. С другой стороны, анодные лучи суть сами атомы. Когда электроны в составе катодных лучей сталкиваются с атомами газа в разрядной трубке, они выбивают из атомов водорода электроны, которые добавляются к потоку электронов в трубке, сообщая при этом атомам положительный заряд. Эти заряженные атомы называются ионами. Простейшим из них является ион водорода – протон”. В данном случае ионом является ядро атома водорода.

Такое определение электрического тока в газах, в частности в водороде, отличается от определения электрического тока в металлах, представляется запутанным, сомнительным. В любой книге, объясняющей электричество, определение электрического тока настолько неубедительно, что заставляет сомневаться в правильности представления этого явления. Природа электрического тока, принципы его передачи, или не передачи, должны быть одинаковы для всех веществ и для любых их состояний. Природа не допускает исключительности, чем проявляет рациональность и экономность. Явление электризации и электрический ток имеют одну природу проявления для всех веществ.

Протон не может быть ионом водорода, поскольку он в отдельности от электрона является обособленной частицей атома, его ядром, и не может представлять собой водород как вещество, так как он не является носителем свойств водорода. Ионом водорода может быть только атом водорода, т. е. пара, электрон-протон, но ни как ни ядро атома.

Возникает следующий вопрос. Из какого “вещества” возникают “катодные лучи”, т. е. электроны? Если “катодные лучи” возникают из катода, то катод должен со временем разрушиться, исчезнуть, ибо электроны являются составляющими частями атома, являющегося носителем свойств вещества. Поскольку электроны являются носителями массы, значит, должен идти процесс переноса массы.

Надо помнить, что в разрядной трубке был газ водород. Рассмотрим, что произошло с атомом водорода, когда электрон, возникший из вещества катода “выбил” с атома водорода электрон, принадлежащий атому водорода. В книге сказано, что электрон катода “сообщил при этом атому водорода положительный заряд”, т. е. он разделил атом водорода на составляющие, на электрон и протон. Во-первых. Атом водорода, потерявший электрон, уже нельзя назвать атомом или ионом водорода, потому, что он является освободившимся протоном и не является носителем свойств водорода. Во-вторых, протон, как ядро атома водорода, был всегда положительно заряженной частицей перед тем, как из атома водорода выбили электрон. Значит, “выбитый электрон” никакне мог сообщить протону положительный заряд. Из сказанного традиционной физикой можно сделать вывод - под действием электрического поля в разрядной трубке газ водород распадался на электроны и протоны, из которых состояли противоположно направленные лучи. Процесс весьма сомнительный. В таком случае со временем водород в трубке должен был бы исчезнуть и исчезнуть довольно быстро. Можно усомниться в правильности определения электрического тока в газах ещё по одной причине. Физиками утверждается, что в газоразрядной трубке в одну сторону движутся электроны, а в обратную сторону, навстречу им движутся протоны, и движутся, и те, и другие с одинаковой скоростью. Масса протона в 1836 раз больше массы электрона. В трубке количество электронов равно количеству протонов. Движутся они с одинаковой скоростью. Значит, энергия, которой обладают “анодные лучи”, должна быть в 1836 раз больше энергии, которую несут “катодные лучи”. Не может в одном проводнике течь в противоположные стороны электрический ток разной величины. Сила тока одинакова. Значит, определению электрического тока надо давать совершенно иное определение, базирующееся на одной теории, приемлемой для определения электрического тока в любом веществе, в любой среде и, объясняющей явления электризации тел и проводимости веществ. Экспериментами с газоразрядной трубкой было определено, что электрический ток в газах обусловлен движением “электронов”, и “суть самих атомов”, т. е. ядер атомов, “протонов”. Значит, при прохождении электрического тока должен идти процесс распада атомов вещества на их составляющие, т. е. идти, фактически, процесс распада самого вещества. Интересно было бы узнать судьбу нейтронов в случае присутствия в трубке вместо водорода, газов, в ядрах атомов которых имеются нейтроны. Но поскольку распада вещества, на самом деле, не происходит, проводник остается проводником, значит, газ водород в газоразрядной трубке не исчезает, то необходимо ответить на следующий главный вопрос.

• ВОПРОС ДЕСЯТЫЙ: Что вообще такое электрический ток?

В любой книге по физике, будь она учебником или научно-популярной книгой, есть раздел об электричестве. Во всех книгах это загадочное явление излагается одинаково и базируется на одной фундаментальной физической идее - на конструкциях моделей элементарной частицы и атома. Сводится эта идея к тому, что “носителями отрицательного электричества являются электроны, а носителями положительного электричества являются протоны”. При этом ничего не говорится о судьбе нейтронов. Далее утверждается, что “перенос электрического заряда в телах осуществляется в результате движения электронов; более массивные, положительно заряженные ядра, остаются неподвижными”. Вспомним, что ядро атома состоит из протонов и нейтронов и, что их сумма равна числу электронов. По массе протон и нейтрон почти равны и их масса больше массы электрона в 1836 раз. Справедливо ли в этом случае утверждать, что заряды электрона и протона равны, только для того, что бы признать атом нейтральным. Ведь действует и для частиц закон сохранения зарядов и масс и, естественно, отношение заряда к массе должно быть величиной постоянной. Поэтому заряд протона, по абсолютной величине, должен быть в 1836 раз больше заряда электрона. Величина заряда определяет количество электричества, т. е. энергетичность частицы. Разницей величины зарядов, наверное, и объясняется большая величина внутриатомной связи. В книгах оперируют такими свойствами электронов /зарядов/ как “помещение, перемещение, растекание, перетекание, перенос, нахождение его на том месте, куда его поместили”, но ни в одной книге не объясняют природу этих явлений. Как понять или представить, например, “растекание электронов”, т. е. заряда, по проводнику? Как понять или представить явления “перетекания и не растекания электронов”? Как понять или представить “нахождение электронов на том месте, куда их поместили”, когда речь идет о “переносе их на изолятор”?

Приравнивать заряды электрона и протона нельзя, поскольку они имеют совершенно разные внутренние энергетические структуры. Для подтверждения неправомочности сравнения можно привести слова из упомянутой книги Дж. Б. Мэриона: “….мы увидим, что при некоторых условиях и при определенных ограничениях могут рождаться пары электрических зарядов – отрицательный /обыкновенный/ электрон, и положительный электрон, или позитрон /частица, во всех отношениях не отличающаяся от электрона, но несущая положительный заряд/. Рождение или исчезновение частиц всегда происходит парами, состоящими из положительно и отрицательно заряженных частиц”. Этими словами вскользь, не утвердительно оговаривается единство электрических зарядов и то, что они неразделимы, то, что все они являются, по сути, энергетическими диполями. Этим высказыванием подтверждается закон сохранения, по абсолютной величине, электрического заряда для энергетической противоположности любого порядка. Этим высказыванием, осторожно и неуверенно, вспоминается существование “закона о единстве противоположностей”.

Почему же тогда, при объяснении явления электризации тел и электрического тока, отсутствует понятие позитрон? Куда же деваются рождающиеся положительные частицы? Что дало право физикам разделить неделимую энергетическую пару на составляющие, пользоваться только одной составляющей и совершенно пренебречь другой? К моему сожалению, в книге не даётся объяснение словам - “некоторым условиям и определенным ограничениям”. Это, скорее всего, говорит о том, что теория, объясняющая явление электризации тел, в частности трением, и определения электрического тока несостоятельна, неверна и требует фундаментального переосмысления. Нейтральность веществ убедительно можно доказать отсутствием в атомах каких бы то ни было электронов, позитронов и протонов, как отдельных частиц. Ибо, если бы они были, то вещество изначально имело бы положительный или отрицательный заряд. В книгах пишут, что “если эбонитовую палочку потереть о кусочек меха, то электроны из меха перейдут на палочку и она станет заряженной отрицательно”, но не пишут, почему через какое-то время палочка становится нейтральной. Что, она отторгнет от себя электроны? Или электроны, как голуби, возвратятся, перенесутся обратно в кусочек меха? Не объясняет физика, существующей теорией, почему электризуются две пластины из одного материала, потертые друг о друга. Ведь в этом случае не может быть “перетекания электронов”. Современная физика не объясняет из чего и как частицы рождаются парами, например, позитрон и электрон и, почему одна частица приобретает положительный заряд, а другая отрицательный заряд.